Корпус SOIC – Малая интегральная схема

Корпус малогабаритной интегральной схемы (SOIC) является одним из самых популярных и широко используемых типов корпусов поверхностного монтажа в интегральных схемах. С переходом электроники к меньшим размерам и более высокой плотности компонентов на печатных платах корпус SOIC стал одной из перспективных технологий.

В этой статье мы расскажем вам подробнее о корпусе SOIC, его основных характеристиках, преимуществах, вариантах использования, типичных модификациях и сравнениях с другими типами корпусов ИС.

Что такое пакет SOIC?

Корпус малогабаритной интегральной схемы (SOIC) относится к типу корпусов поверхностного монтажа интегральных схем SMD и широко используется в современной электронике. Он имеет прямоугольную форму с выступающими с обеих сторон штырьками или выводами.

SOIC предлагает несколько преимуществ по сравнению с традиционными корпусами, такими как двухрядные корпуса (DIP). Он более компактен по размеру, что позволяет использовать платы с более высокой плотностью. SOIC также способствует лучшему рассеиванию тепла, поскольку он обнажает контактные площадки для пайки, что повышает тепловые характеристики.

SOIC имеет компактные размеры, и в то же время расстояние между штырьками достаточно, оно составляет 1.27 мм. Этот постоянный стандартный шаг указывает на то, что корпуса SOIC могут быть эффективно собраны с использованием автоматизированных производственных технологий. Штырьки имеют профиль «крыло чайки» для улучшения жесткости и поддержки при поверхностном монтаже устройства на печатных платах.

Ширина корпуса типичных корпусов SOIC может варьироваться от 3.9 мм для самого маленького корпуса SOIC-4 до 11.8 мм для более крупных корпусов SOIC с большим количеством выводов. Общая длина также различается в зависимости от количества выводов. Все корпуса в семействе SOIC физически различны, но все они имеют одинаковое расстояние между выводами 1.27 миллиметра.

В настоящее время SOIC является одним из наиболее широко используемых корпусов SMT из-за преимуществ, которые он предлагает по сравнению со старыми корпусами, такими как DIP. Это стало возможным, поскольку, хотя правильный шаг выводов является окончательным, форма и размер контактных площадок могут быть стандартизированы, что позволяет собирать плату на производственных линиях. Это позволяет получать схемы с более высокой плотностью интеграции на одной плате.

О PCBasic

Время — деньги в ваших проектах — и PCBasic получает это. PCБазовый  - это компания по сборке печатных плат который обеспечивает быстрые и безупречные результаты каждый раз. Наш комплексный Услуги по сборке печатных плат включают экспертную инженерную поддержку на каждом этапе, гарантируя высочайшее качество каждой платы. Как ведущий производитель сборки печатных плат, мы предлагаем комплексное решение, которое оптимизирует вашу цепочку поставок. Сотрудничайте с нашими передовыми Завод по производству прототипов печатных плат для быстрого выполнения заказов и превосходных результатов, которым вы можете доверять.

Структурные характеристики SOIC

Более подробно рассмотрим ключевые структурные элементы, определяющие пакет SOIC:

• Тело: Пластиковый корпус инкапсулирует кристалл для механической и экологической защиты. Он имеет стандартизированную термопрокладку снизу для отвода тепла.

• Пальцы: Они служат в качестве электрических соединений, расположенных вдоль продольных сторон. Распространенные конфигурации выводов включают SOIC-8, SOIC-14, SOIC-16, SOIC-20 и другие, в зависимости от конструкции ИС.

• Свинцовая рамка: Медная свинцовая рамка, интегрированная в форму, обеспечивает внутреннюю схему разводки и поддерживает штифты. Обычно покрывается никелем/палладием/золотом для коррозионной стойкости.

• молдинг: После установки матрицы и присоединения ее к выводной рамке проволокой, корпус формируется посредством процесса трансферного или литьевого формования с использованием компаундов на основе эпоксидной смолы.

• маркировка: На упаковки часто наносятся коды с помощью трафаретной печати, струйной или лазерной маркировки для идентификации и отслеживания.

Благодаря прочной, но оптимизированной конструкции SOIC пригодны для крупносерийного производства и обеспечивают миниатюризацию.

Преимущества пакета SOIC

Вот некоторые из основных преимуществ, которые сделали корпуса SOIC стандартным выбором:

● SOIC обеспечивают максимальную плотность компонентов на печатных платах благодаря миниатюрному прямоугольному корпусу.

● SOIC позволяют использовать более короткие дорожки для улучшения электрических характеристик с меньшей индуктивностью и емкостью, чем старые конструкции со сквозными отверстиями.

● Открытая термопрокладка улучшает теплопередачу от кристалла к печатной плате, обеспечивая надежную работу даже при более высоких нагрузках.

● Корпуса SOIC соответствуют стандартам JEDEC и EIAJ и полностью совместимы с автоматизированными системами захвата и установки, а также пайки оплавлением, используемыми в крупносерийном производстве.

● Массовые производственные процессы снизили стоимость SOIC, а в сочетании с их небольшим размером и высокой производительностью они предлагают экономически эффективное решение.

● Литая пластиковая конструкция защищает кристалл от повреждений и воздействия окружающей среды, например, влажности, лучше, чем открытые сквозные отверстия или светодиодные чипы.

Применение пакета SOIC

Благодаря своей универсальности и широкому принятию стандартов корпуса SOIC используются в различных приложениях во многих отраслях промышленности.

Вот некоторые из основных применений.

1.    Электронные устройства

SOIC обычно используется в смартфонах, ноутбуках, планшетах и ​​другой потребительской электронике. Его небольшой размер делает его подходящим для электроники, требующей миниатюризации компонентов. Микропроцессоры, чипы памяти, логические устройства и многое другое часто упаковываются в SOIC.

2.    Автомобильная электроника

Надежность SOIC и его устойчивость к вибрации и термическим циклам делают его популярным для использования в автомобильных приложениях, таких как блоки управления двигателем, информационно-развлекательные системы и передовые компоненты помощи водителю. Его широкий диапазон рабочих температур соответствует тепловым требованиям автомобильных приложений.

3.    Промышленное оборудование

Способность SOIC выдерживать суровые условия также находит применение в промышленном оборудовании, таком как устройства автоматизации производства, лазерные режущие станки, 3D-принтеры, электроинструменты и т. д. Интегральные схемы в корпусе SOIC обеспечивают надежную функциональность в промышленных условиях.

4.    Медицинские приборы

Точные медицинские устройства, такие как системы визуализации, оборудование для мониторинга пациентов и хирургические инструменты, используют высокую надежность и технологичность SOIC. Его небольшой размер также позволяет миниатюризировать медицинские технологии.

5.    Инфраструктура связи

SOIC широко используется в сетевых маршрутизаторах, коммутаторах, базовых станциях и другом оборудовании, которое составляет основу беспроводных и проводных систем связи, благодаря своей высокой плотности производительности в приложениях.

SOIC предлагают идеальный баланс размера, производительности и стоимости для разнообразных цифровых, аналоговых и смешанных сигнальных приложений.

Распространенные варианты SOIC

Существует несколько вариантов базового пакета SOIC с небольшими изменениями, подходящими для различных нужд. Вот некоторые из них.

Эти варианты улучшают базовую конструкцию SOIC для приложений, требующих улучшенной плотности, электрических характеристик или форм-факторов. Они поддерживают совместимость выводов с исходным посадочным местом SOIC.

Сравнение с другими корпусами ИС

Корпус SOIC напрямую конкурирует с несколькими другими решениями по корпусированию интегральных схем и является их расширением.

Давайте подробнее рассмотрим, как SOIC соотносится с некоторыми популярными типами корпусов ИС:

TSSOP против SOIC

TSSOP считается модификацией типа корпуса SOIC, предназначенной для приложений с более высокой плотностью. Как следует из названия, он ниже других корпусов стандартных корпусов микросхем малого контура (SOIC).

Корпуса TSSOP на 35% меньше при том же количестве выводов. Это позволяет включать больше интегральных схем в ту же зону печатной платы.

Однако достижение более жестких допусков приводит к увеличению производственных затрат на TSSOP. Они также имеют сравнительно более низкую механическую прочность, поскольку стенки корпуса тоньше.

Любое приложение, которому требуется наименьший возможный пакет по разумной цене, предпочитает TSSOP вместо SOIC. К ним относятся сотовые телефоны, планшеты и другие портативные и компактные устройства природы.

SOP против SOIC

Корпус малого размера (SOP) имеет те же габаритные размеры, что и SOIC, но имеет более широкий корпус и увеличенное расстояние между штырьками/выводами.

Расширенная площадь размещения позволяет разместить меньшее количество выводов, обычно 8-20. Это делает SOP хорошо подходящим для старых линейных и универсальных аналоговых ИС, которым не требуется высокая плотность.

Тепловые характеристики также лучше, чем у SOIC, благодаря более низкому размещению компонентов и большему расстоянию между выводами, что позволяет рассеивать больше тепла.

Если приоритетом является управление температурой или небольшое количество выводов, корпус SOP все равно может быть предпочтительнее SOIC, несмотря на потерю преимуществ плотности. Замена соединений включает регуляторы напряжения.

SOIC против DIP

Однако до появления технологии поверхностного монтажа с 1960-х до начала 1990-х годов наиболее широко используемым корпусом, использовавшим технологию монтажа в сквозные отверстия, был корпус с двухрядным расположением выводов (DIP).

DIP IC был заменен на SOIC путем удаления штифтов, которые вставлялись в отверстия на плате. Это означало, что более компактные схемы имели значительно более низкий профиль.

Также были реализованы самовыравнивание и автоматическая пайка оплавлением вместо ручной пайки сквозных отверстий, что повысило технологичность.

Обратная совместимость была самой большой проблемой для продолжения DIP. SOIC стал доминирующим пакетом, поскольку, хотя он и поощрял миниатюризацию, он не препятствовал масштабируемости производства.

SOIC против QFP

Корпуса Quad Flat (QFP) имеют даже большее количество клемм, чем SOIC, поскольку они имеют выводы со всех четырех сторон корпуса.

Это значительно больше, чем максимум около 50 контактов для SOIC; плотность QFP варьируется от 100 до более 1,000 контактов. Это делает их подходящими для сложных микропроцессоров, FPGA и подобных элементов.

Однако производство QFP требует более сложного процесса сборки и формовки выводной рамки, чем конструкции SOIC.

Обычно это распространенный сценарий, хотя и не всегда; они, как правило, дешевле, чем первые. SOIC продолжает оставаться предпочтительным упаковочным решением, если учитывать размер, стоимость и другие факторы.

С момента своего появления десятилетия назад корпус SOIC стал повсеместным стандартом в миллиардах электронных продуктов по всему миру. Его компактные размеры, доступное производство и преимущества надежности сделали его идеальным для чувствительных к стоимости потребительских, автомобильных и промышленных приложений.

Несколько вариантов SOIC сохраняют свою актуальность сегодня в различных технологиях. Улучшения в миниатюризации всеми производителями корпусов будут продолжать раздвигать границы интеграции. Однако проверенный и испытанный форм-фактор SOIC, вероятно, останется популярным в электронике начального и среднего уровня в обозримом будущем. Благодаря почти идеальному сочетанию размера, производительности и экономичности, SOIC продолжают предоставлять практические решения для интеграции большего количества схем в постепенно уменьшающиеся пространства.